HernAíndez-Fuentes-Carlos-Felipe-A150150

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
CENTRO DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA 
 
Tesis: 
“USO DE SALES DE PALADIO II EN REACCIONES DE 
ACOPLAMIENTO CARBONO-CARBONO PARA LA OBTENCION 
DE BIARILOS” 
 
 
Para obtener el título de: 
Maestría en Tecnología Avanzada 
 
Presenta: 
I.Q.P. Carlos Felipe Hernández Fuentes 
 
 
 
Directora de Tesis: 
Dra. María del Rosario Ruiz Guerrero 
 
México DF. Diciembre de 2016 
 
 
 
 
 
RECONOCIMIENTOS INSTITUCIONALES 
 
 
Al CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA y TECNOLOGÍA por el apoyo otorgado 
para la realización de este trabajo de Tesis. 
 
Al INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL por darme la oportunidad de 
desarrollarme profesionalmente. 
 
A la COMISIÓN DE OPERACIÓN Y FOMENTO DE ACTIVIDADES ACADÉMICAS 
DEL IPN por la BECA DE ESTIMULO INSTITUCIONAL DE FORMACION DE 
INVESTIGADORES. 
 
Al CENTRO DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA por darme la 
oportunidad de continuar con mis estudios de posgrado. 
 
Al CENTRO DE NANOCIENCIAS Y MICRO Y NANOTECNOLOGÍAS por el apoyo 
en la realización de las caracterizaciones necesarias para éste trabajo. 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
A mi padre y a mi madre por su apoyo, por sus consejos, por su amor y sus 
cuidados y por saberme guiar hacia el éxito. 
 
A mi hermana Karen por estar siempre conmigo, por todos los momentos gratos y 
por su amistad y comprensión. 
 
A Araceli por estas siempre conmigo apoyándome. 
 
A la Dra. María del Rosario Ruiz Guerrero, Por darme la oportunidad de 
integrarme a su equipo de trabajo, por su paciencia, por todos los conocimientos 
compartidos y por la confianza brindada 
 
Al Maestro Fabián Mendoza, a la Maestra Paulina Molina, a la ingeniero 
Paulinita y al Ingeniero Ricardo por su amistad apoyo y consejos. 
 
 
Al Dr. Ángel de Jesús Morales Ramírez, al Dr. Gabriel Arturo Arroyo Razo, a la 
Dra. Irina Victorovna Lijanova, a la Dra. Antonieta García Murillo y al Dr. 
Ricardo Cuenca-Álvarez, por aceptar ser parte de esta tesis, por su apoyo y 
consejos y por todas sus enseñanzas que siempre llevaré. 
 
 
CONTENIDO 
RESUMEN………………………………………………………………………………………………………………………………. I 
ABSTRACT………………………………………………………………………………………………………………………………. II 
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………………………………………………… III 
OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………………………………………… IV 
OBJETIVO GENERAL ……………………………………………………………………………………………………………….. IV 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS…………………………………………………………………………………………………………. IV 
JUSTIFICACIÓN……………………………………………………………………………………………………………………….. IV 
 
 
I. ANTECEDENTES 
I.1 Química fina…….…………………………………………………………………………………………………………………. 1 
I.2 Reacciones de acoplamiento ………………………………………………………………………………………………. 3 
I.2.1 Reacción Suzuki-Miyaura…………………………………………………………………………………………………..11 
I.2.1.1 Nucleófilo…………………………………………………………………………………………………………..13 
I.2.1.2 Electrófilo…………………………………………………………………………………………………………...13 
I.2.1.3 Paladio (II) y (0) …………………………………………………………………………………………………..14 
I.3 Cocatalizadores……………………………………………………………………………………………………………………..15 
I.4 Reacciones en microondas……………………………………………………………………………………………………..20 
I.5 Técnicas espectroscópicas de análisis…………………………………………………………………………………….24 
 
II. DESARROLLO EXPERIMENTAL 
Introducción……………………………………………………………………………………………………………………………..25 
II.1 Bromación de arilos………………………………………………………………………………………………………….. 26 
II.2 Reacciones de acoplamiento carbono-carbono …………………………………………………………………..27 
II.2. Elementos esenciales de la reacción de acoplamiento……………………………………………28 
II.2.1.1 Elección del catalizador…………………………………………………………………………28 
II.2.1.1.1 PdCl2 Cloruro de Paladio ………………………………………………………..28 
 
II.2.1.1.2 Pd (OAc)2 Acetato de Paladio………………………………………………….29 
II.2.1.1.3 Pd(Acac)2 Acetilacetonato de paladio………………………………….. 29 
II.2.1.2 Elección de la Base ………………………………………………………………………………30 
II.2.1.2.1 Eleccion de la base fuerte (Hidróxido de Potasio) …………………30 
II.2.1.2.1.1 Reacción con PdCl2 y KOH……………………………………..30 
II.2.1.2.1.2 Reacción con Pd(OAc)2 y KOH………………………………..31 
II.2.1.2.2 Uso de base débil (Carbonato de Potasio) …………………………….31 
II.2.1.2.2.1 Reacción con PdCl2 y K2CO3…………………………………….31 
II.2.1.2.2.2 Reacción con Pd(OAc)2 y K2CO3……………………………….32 
II.2.1.2.3 Efecto del Disolvente………………………………………………………………………….33 
II.2.2 Optimización de la reacción …………………………………………………………………………………34 
II.2.2.1 Atmosfera inerte……………………………………………………………………………………34 
II.2.2.2 Uso de líquidos iónicos ………………………………………………………………………….34 
II.2.2.2.1 Líquidos iónicos de cadena corta ……………………………………………35 
II.2.2.2.2 Líquidos iónicos de cadena larga …………………………………………….35 
II.2.2.3 Reacción con TBABr………………………………………………………………………………..36 
II.2.2.4 Reacción con KBr……………………………………………………………………………………..36 
II.2.3 Reacciones asistidas por microondas ……………………………………………………………………..37 
II.2.3.1 Reacciones en equipo convencional ……………………………………………………….37 
II.2.3.1.1 Reacción con TBAB……………………………………………………………………37 
II.2.3.1.2 Variación del disolvente y del catalizador…………………………………38 
II.2.3.1.3 Orden en la adición de los sustratos……………………………………….. 39 
II.2.4 Reacción en microondas con control de calentamiento…………………………….. 40 
II.2.4.1 Reacción con TBAB…………………………………………………………………….. 40 
II.3 Uso del mejor método en acoplamiento de diversas moléculas …………………………………………….40 
 
 
CAPÍTULO III RESULTADOS 
III.1 Bromación de arilos……………………………………………………………………………………………………………41 
III.2 Reacciones de acoplamientos carbono-carbono…………………………………………………………………43 
III.2.1 Caracterización por masas…………………………………………………………………………………..44 
III.2.2 Catalizador………………………………………………………………………………………………………….45 
III.2.2.1 Cloruro de paladio………………………………………………………………………………..45 
III.2.2.2 Acetato de paladio………………………………………………………………………………. 46 
III.2.2.3 Acetilacetonato de paladio……………………………………………………………………47 
III.2.3 Base……………………………………………………………………………………………………………………..48 
III.2.3.1 Cloruro de paladio y KOH ……………………………………………………………………..48 
III.2.3.2 Acetato de paladio y KOH…………………………………………………………………….. 49 
III.2.3.3 Cloruro de paladio y K2CO3 …………………………………………………………………… 50 
III.2.3.4 Acetato de paladio y K2CO3……………………………………………………………………..51 
III.2.4 Efecto del disolvente………………………………………………………………………………………………52 
III.2.5 Atmosfera inerte…………………………………………………………………………………………………….53 
III.2.6 Líquidos iónicos………………………………………………………………………………………………………53 
III.2.7 TBAB………………………………………………………………………………………………………………………54 
III.2.8 KBr………………………………………………………………………………………………………………………….55 
III.3 Síntesis asistidas por microondas ………………………………………………………………………………………….56 
III.3.1 Microondas convencional………………………………………………………………………………………56 
III.3.1.1 Reacción con TBAB………………………………………………………………………………….56 
III.3.1.2 Variación del disolvente y del catalizador……………………………………………….57 
III.3.1.3 Orden en la adición de los sustratos……………………………………………………….58 
III.3.2 Reacción en equipo de calentamiento por microondas. ………………………………………..59 
III.3.2.1 Reacción en equipo monowave 300 ……………………………………………………….59 
III.4 Acoplamiento con diversos sustituyentes……………………………………………………………………………...60 
 
 
CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………………………………………...63 
ANEXOS 
Anexo A Metodología de patrón interno………………………………………………………………..… 66 
Anexo B Atmosfera inerte………………………………………………………………………………………...68 
Anexo C Bromación de compuestos …………………………………………………………………….… 69 
REFERENCIAS………………………………………………………………………………………………………………….…. 70 
 
 
INDICE DE FIGURAS 
Figura I.1 Reacciones para la formación de enlace C-C y C-Het………………… 3 
Figura I.2 Reacción de Ullmann……………………………………………………… 4 
Figura I.3 Ciclo catalitico de la reaccion de Heck para la formacion de estireno... 5 
Figura I.4 Reacción general de Heck……………………………………………….... 6 
Figura I.5 Posible mecanismo de reacción de Heck……………………………….. 6 
Figura I.6 Mecanismo de reacción de Sonogashira ………………………………. 7 
Figura I.7 Mecanismo de reacción de Negishi……………………………………… 8 
Figura I.8Mecanismo de Reacción de Buchwald-Hartwig………………………… 9 
Figura I.9 Mecanismo de reacción de Kumada…………………………………….. 10 
Figura I.10 Mecanismo de reacción de Suzuki-Miyaura…………………………. . 11 
Figura I.11Reacción de acoplamiento Suzuki-Miyaura……………………………. 11 
Figura 1.12 Diagrama del espectro electromagnético de microondas…………… 20 
Figura 1.13 Constantes dieléctricas de disolventes en sisntesis orgánica……… 21 
Figura I.14 Mecanismo de polarización……………………………………………… 22 
Figura II.1. Bromación de Fenol con TBABr, NH4VO3 y H2O2………….…………. 26 
Figura II.2. Esquema de reacción de acoplamiento….…………………………………………… 27 
Figura II.3 Acoplamiento con PdCl2…………………………………………………………………………. 28 
Figura II.4 Acoplamiento con Pd(OAc)2…………………………………………………………………… 29 
Figura II.5 Acoplamiento con Pd(Acac)2………………………………………………………………….. 29 
Figura II.6 Acoplamiento con PdCl2 y KOH a diferentes concentraciones…………… 30 
Figura II.7 Acoplamiento con Pd(OAc)2 y KOH a diferentes concentraciones……. 31 
Figura II.8 Acoplamientos con PdCl2 y K2CO3 a diferentes concentraciones……… 32 
Figura II.9 Acoplamiento con Pd(OAc)2 y K2CO3 a distintas concentraciones..... 33 
Figura II.10 Acoplamiento en EtOH:H2O…………………………………………………………………. 33 
 
Figura II.11 Acoplamiento en agua……………………………………………………………………….. 33 
Figura II.12 Acoplamiento con atmosfera inerte………………………………………………….. 34 
Figura II.13 Líquidos iónicos………………………………………………………… 34 
Figura II.14 Acoplamiento con L.I. de cadena corta…………………………………………….. 35 
Figura II.15 Acoplamiento con L.I. de cadena larga…………………………………………….. 35 
Figura II.16 Acoplamiento con TBAB………………………………………………………………………36 
Figura II.17 Acoplamiento con KBr………………………………………………………………………… 36 
Figura II.18 Reacción con TBAB…………………………………………………………………………......37 
Figura II.19 Variación del disolvente y del catalizador…………………………………..……… 38 
Figura II.20 Orden en la adición de los sustratos………………………………………………….. 39 
Figura II.21 Acoplamiento en Microondas Monowave 300. ……………..……………….. 40 
Figura III.1 Espectro de RMN de Bromobenceno………………………..……………………… 42 
Figura III.2 Espectro de RMN de Bromo fenol………………………………………..…………… 42 
Figura III.3 Espectro de RMN del 4-Bromo-2-terbutil fenol…………….…………………. 42 
Figura III.4 Fragmentación y verificación de la molécula acoplada……………… 44 
Figura III.5 Espectro de RMN del Bifenilo…………………………………………… 61 
Figura III.6 Espectro de RMN del 4-Fenil-2-terbutil fenol………………………..… 61 
Figura III.7 Fragmentación del 4-Fenilfenol…………………………………………. 62 
Figura III.8 Comparación del Espectro de IR del 4-bromofenol y 4-Fenilfenol….. 62 
Figura A1. Sistema de atmósfera inerte. ………………………………………….. 71 
 
 
INDICE DE TABLAS 
 
Tabla II.1 Esquema General de Experimentación………………………………………………………. 25 
Tabla II.2 Esquema de reacción de acoplamiento……………………………………………………….. 27 
Tabla III.1 Bromación de distintos anillos aromáticos. ……………………………………………….. 41 
Tabla III.2 Resultados de las reacciones de acoplamiento ………………………… 43 
Tabla III.3 Sistemas de reacción………………………………………………………. 52 
Tabla III.4 Líquidos iónicos……………………………………………………………………………………………… 53 
Tabla III.5 Acoplamiento de distintas moléculas…………………………………………………………. 60 
Tabla IV.1 Reacciones con distintas sales de paladio II ……………………………………………. 63 
Tabla IV.2 Reacciones con PdCl2 y Pd(OAc)2 con base fuerte y base débil…….. 63 
Tabla A.1 Tabla de patrón interno……………………………………………………………………………………. 70 
INDICE DE GRAFICAS 
Grafica III.1 Monitoreo de acoplamiento con Cloruro de Paladio…………………………… 45 
Grafica III.2 Monitoreo de acoplamiento con Acetato de Paladio……………………………. 46 
Grafica III.3 Monitoreo de acoplamiento con Acetilacetonato de Paladio……………… 47 
Grafica III.4 Acoplamiento con PdCl2 y KOH a diferentes concentraciones…………………… 48 
Grafica III.5 Acoplamiento con Pd(OAc)2 y KOH……………………………………………………………….. 49 
Grafica III.6 Acoplamiento con PdCl2 y K2CO3…………………………………………………………………… 50 
Grafica III.7 Acoplamiento con Pd(OAc)2 y K2CO3…………………………………………………………….. 51 
Grafica III.8 Reacción de acoplamiento con TBAB……………………………………………………… 54 
Grafica III.9 Reacción de acoplamiento con KBr………………………………………………………… . 55 
Grafica III.10 Reacción con TBAB……………………………………………………………………………………. 56 
Gráfica III.11 Variación del disolvente y del catalizador…………………………… 57 
Gráfica III.12 Orden en la adición de los sustratos…………………………………………………….. 58 
Gráfica III.13 Acoplamiento por microondas en equipo monowave 300………………. 59 
Gráfica III.14 Temperatura, Presión y Potencia en equipo monowave 300……………........ 59 
 
 
 
 I 
 
RESUMEN 
El siguiente trabajo tiene como objetivo el estudio de reacciones de acoplamiento 
carbono- carbono con catalizadores de paladio II para la síntesis de macromoléculas 
y compuesto de química fina con elevados rendimientos, para lo cual se 
desarrollaron diversas metodologías. Se desarrolló un sistema eficiente de reacción 
de acoplamiento carbono-carbono utilizando sales de paladio II y posteriormente se 
evaluó la eficiencia del sistema en el acoplamiento de distintas moléculas bromadas. 
En el capítulo I se analizan los antecedentes de reacciones de acoplamiento 
carbono-carbono, la importancia de la reacción de Suzuki-Miyaura, sus 
componentes e innovaciones en los últimos años 
El capítulo II corresponde a la metodología utilizada para el desarrollo de reacciones 
que permitan la formación de enlaces Csp2-Csp2. La primera parte del capítulo II 
corresponde a la bromación de los compuestos arilos con diversos sustituyentes, 
los cuales se utilizaran para la formación de diversos biarilos. La segunda del 
capitulo II corresponde al desarrollo del método de acoplamiento, se estudian las 
condiciones básicas de reacción, en donde las variables a considerar fueron las 
sales de paladio, las bases empleadas y el disolvente a utilizar. Posteriormente se 
busca eficientar la reacción modelo para lo cual se somete a condiciones 
especiales, como líquidos iónicos, sales de bromo y finalmente se emplea el uso de 
microondas para eficientar los tiempo de reacción. En esta segunda parte del 
capítulo II se utilizó como compuestos modelo el bromo fenol con el ácido fenil 
borónico para la obtención por acoplamiento de la molécula 4-fenilfenol. La tercera 
parte corresponde al uso del método eficiente de reacción para el acoplamiento de 
un grupo de moléculas bromadas con el ácido fenil borónico con la finalidad de 
evaluar su eficiencia con distintos grupos funcionales. 
El monitoreo de reacciones se llevó a cabo de dos formas. Para compuestos 
bromados con punto de ebullición menor a 280 °C el monitoreo se realizó por 
cromatografía de gases utilizando la técnica de patrón interno para seguir el 
consumo del sustrato en el transcurso de la reacción. En compuestos bromados con 
un punto de ebullición superior a los 280 °C se utilizó cromatografía de capa fina 
para seguir el consumo del compuesto bromado. Una vez concluida la reacción 
mediante extracción de la fase orgánica, seguida de purificación por columna y 
evaporación del disolvente, se evaluó la eficiencia de la reacción pesando el 
producto obtenido. Finalmente, para corroborar la obtención de los productos, se 
analizaron los productos por técnicas espectroscópicas (algunos masas, IR y/o 
Resonancia Magnética de Protón (1H)). 
Se analizan los resultados y las ventajas del método de acoplamiento desarrollado 
y se detallan las conclusiones producto de este trabajo. 
 
 II 
 
ABSTRACT 
The aim of the present work is to study carbon-carbon coupling reactions with 
palladium II catalysts for the synthesis of macromolecules and fine chemical 
compounds with high yields, for which various methodologies were developed. An 
efficient carbon-carbon coupling reaction system was developed using the sales of 
palladium II and subsequently evaluated the efficiency of the system in the coupling 
of various joker molecules. 
In the chapter I we analyze the history of carbon-carbon coupling reactions, the 
importance of the Suzuki-Miyaurareaction, its components and innovations in recent 
years 
Chapter II corresponds to the methodology used in the development of reactions 
that allow the formation of Csp2-Csp2 bonds. The first part of chapter II corresponds 
to the bromination of the aryl compounds with various substituents, which is used for 
the formation of various materials. The second of Chapter II corresponds to the 
development of the coupling method, are the basic conditions of reaction, where 
variables to consider the sales of palladium, the bases of the employed and the 
solvent a use. Subsequently we are looking for effective model reaction for what are 
some special conditions such as oinics liquids, bromine sales and finally used for 
microwaves use for reaction time. In this second part of chapter II we used as 
bromide phenol compounds with phenolic boronic acid to obtain the coupling of the 
4-phenylphenol molecule. The third part corresponds to the use of the efficient 
method of reaction for the coupling of a group of molecules with the phenolic acid in 
order to evaluate its efficiency with different functional groups. 
Reaction monitoring was carried out in two ways. For compounds with a boiling point 
below 280 ° C the monitoring was performed for gas chromatography using the 
internal standard technique to track the consumption of the substrate in the course 
of the reaction. In the case of compounds with a boiling point above 280 ° C, thin 
layer chromatography was used to monitor the consumption of the brominated 
compound. After completion of the reaction by extraction of the organic phase, 
followed by column purification and solvent evaporation, the reaction efficiency was 
evaluated by weighing the obtained product. Finally, to corroborate the products 
obtained, the products were analyzed by spectroscopic techniques (some masses, 
IR and / or Proton Magnetic Resonance (1H)). 
The results and advantages of the developed coupling method are analyzed and the 
conclusions of the product of this work are detailed. 
 III 
 
INTRODUCCION 
En las últimas décadas ha surgido un creciente interés en el área de la química fina 
debido a su aportación en la síntesis de precursores en campos como la salud, la 
agricultura y la ciencia de materiales. Las reacciones químicas más estudiadas son 
la que involucran la formación de enlaces carbono-carbono y enlaces carbono-
heteroátomo (O, N, S), debido a la elevada demanda de los compuestos que 
forman. Las investigaciones se han enfocado en la mejora de los sistemas de 
obtención de productos, con el uso de nuevos sistemas catalíticos y la disminución 
de disolventes 
Un gran avance para la construcción de macromoléculas fue el surgimiento de un 
revolucionario tipo de reacciones químicas conocidas como “reacciones de 
acoplamiento cruzado” en la década de los 70 las cuales consisten principalmente 
en la formación de un enlace carbono-carbono mediante la reacción de un nucleófilo 
con un electrófilo, ambos de naturaleza orgánica. Dentro de estas reacciones 
destacan las reacciones de Heck-Mizoroki, Suzuki-Miyaura y Sonogacshira, las 
cuales emplean comúnmente catalizadores de Paladio (0). Los catalzadores de 
paladio(0) se caracterizan por tener ligandos complejos que en muchas ocasiones 
requieren de condiciones especiales de reacción para evitar su degradación (omo 
el uso de atmosfera inerte). 
En el siguiente trabajo se estudian diversos sistemas catalíticos en reacciones de 
acoplamiento carbono-carbono a partir de sales de paladio II. 
 
 
 IV 
 
 
OBJETIVOS 
General 
Desarrollar un sistema eficiente de reacción de acoplamiento carbono-
carbono para la formación de biarilos empleando reacciones de acoplamiento con 
sales de paladio II como catalizadores 
 
Específico 
 
Evaluar la eficiencia del sistema de acoplamiento cruzado en la unión de 
ácido fenil borónico con distintos sustituyentes en distintas moléculas. 
 
Justificación 
La creciente demanda de nuevas sustancias para el desarrollo de 
medicamentos, materiales y compuestos biológicamente activos genera la 
necesidad de mejorar los métodos de reacciones de acoplamiento C-C. 
En las reacciones de acoplamiento se emplea comúnmente catalizadores a base de 
paladio 0, los cuales carecen de estabilidad al medio ambiente, necesitan 
condiciones de reacción específicas, los compuestos de paladio II son estables en 
el medio ambiente. Es posible llevar a cabo las reacciones de acoplamiento con el 
uso de paladio II y agentes externos que aumenten su eficiencia. 
 
 
1 
 
Antecedentes Teóricos 
 
I.1 Química Fina 
 
La química fina, comprende numerosas industrias especializadas y es capaz de 
proporcionar productos de estructuras complejas desde el punto de vista de la 
realización productiva y de la investigación previa a la producción. 
A diferencia de la química industrial, que se preocupa de los procesos a gran escala, 
la química fina se preocupa del estudio a nivel de laboratorio; está relacionada a la 
producción de diversos productos químicos, de la caracterización de nuevos 
compuestos y del estudio de sus reacciones además de utilizar procedimientos de 
análisis químico y técnicas de química analítica que permitan establecer métodos 
efectivos de control, conocer la calidad de los materiales y de los productos.Una de 
sus ventajas es que contribuye significativamente a establecer métodos de 
preservación del medio ambiente. Con la síntesis orgánica se es capaz de formar 
estructuras idénticas a las naturales. 
La catálisis química es el proceso donde una especie química en pequeñas 
cantidades cambia la velocidad de reacción entre otras especies sin consumirse en 
el proceso1. Esta definición asume que el llamado catalizador se mantiene 
inalterado y, por tanto, podría volver a ser usado en una nueva reacción. Esta 
aseveración es muy difícil en la práctica. La mayoría de procesos se desarrollan en 
un medio que incluye a reactivos y catalizador, la llamada catálisis homogénea2-7. 
El catalizador acaba mezclado con productos, subproductos y reactantes sobrantes, 
lo que complica su separación, que aún se hace más difícil como consecuencia de 
estar presente en pequeñas cantidades. El uso de metales como catalizadores es 
muy común en química orgánica8-14. Se basa en el empleo de especies metálicas 
en cualquiera de sus formas químicas (elemental, sales o compuestos 
organometálicos) en pequeñas cantidades. 
En general, para diseñar un sistema catalítico efectivo se debe tener a 
consideración los costes del metal y ligandos, las condiciones y tiempo de reacción 
y el reciclaje del catalizador y contaminación del producto con metal o ligandos. 
El uso de metales preciosos, a menudo junto a ligandos de difícil síntesis, conduce 
a sistemas enormemente más efectivos que otros metales más comunes, o incluso 
a la obtención de productos de otra forma imposibles. El precio de estos 
catalizadores genera la necesidad de buscar sistemas más sencillos donde el 
catalizador se pueda recuperar de la mezcla de reacción15-17. 
2 
 
En los últimos años, el avance en la síntesis orgánica ha permitido la obtención de 
casi cualquier compuesto. En los últimos años han resurgido las reacciones de 
acoplamiento catalizadas por paladio20-27. La catálisis de paladio ha jugado un papel 
vital en el desarrollo de complejos químicos de alto valor e importancia, sin embargo, 
en los procesos catalíticos convencionales, el medio de reacción generalmente 
usado es un disolvente orgánico lo que conlleva grandes gastos en seguridad, salud 
y medioambiente debido a su carácter en general inflamable, tóxico y volátil28-30. 
I.2 Reacciones de acoplamiento cruzado 
 
El primer acercamiento a estas reacciones fue el acoplamiento de dos carbonos sp2 
en presencia de un metal cuando en 1901 el Profesor Ullman 31-32 reaccionó dos 
equivalentes de arilo clorado con un equivalente de cobre a una temperaturade 200 
°C, para dar lugar a la formación de un biarilo simétrico la unión de dos anillos 
bencénicos.70 años después Heck5,descubriera el acoplamiento entre olefinas y 
haluros de arilo catalizados por paladio a finales de los años sesenta, se han 
desarrollado una infinidad de reacciones de homoacoplamiento y acoplamiento 
cruzado con un interés especial en el acoplamiento de carbonos insaturados de 
gran importancia 33-38 en donde el ciclo catalítico emplea una sal de paladio en 
presencia de un halógeno. 
 
 
 
Figura I.1 Reacciones para la formación de enlace C-C y C-Het 
 
 
 
3 
 
Las reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio se emplean con 
frecuencia en la síntesis de biarilos, estirenos, estilbenos, olefinas alquílicas y 
alquilos mediante acoplamientos del tipo Csp2- Csp2, Csp2- Csp3, Csp2- Csp. Estos 
compuestos son de gran utilidad en síntesis orgánica debido a su versátil reactividad 
en una gran cantidad de procesos que posibilita su transformación en diferentes 
grupos funcionales, además de ser una herramienta sintética muy importante para 
la formación de enlaces carbono-carbono y carbono-heteroátomo. En la Figura I.1. 
se muestran algunas de las principales reacciones de enlace C-C y C-Het, cada una 
para acoplar moléculas con distintos grupos funcionales. 
 
Reacción de Ullmann 31-32 
La reacción "clásica" de Ullmann, es la síntesis de biarilos simétricos mediante 
acoplamiento catalizado con cobre, las reacciones de tipo Ullmann incluyen 
sustitución aromática nucleófila catalizada por cobre entre varios nucleófilos (por 
ejemplo, fenóxidos sustituidos) con haluros de arilo. El más común de éstos es la 
síntesis de éter de Ullmann. En 1901, el Prof. Ullmann describe la unión de dos 
anillos bencénicos haciendo reaccionar dos equivalentes de cloruro de arilo con una 
alimentación de cobre a 200ºC para dar el biarilo correspondiente y cloruro de cobre. 
Este es el primer ejemplo de acoplamiento de dos carbonos sp2 catalizado por un 
metal 
 
Figura I.2 Reacción de Ullmann 
La especie activa es un compuesto de cobre (I) que sufre una adición oxidativa con 
el segundo equivalente de haluro, seguido de eliminación reductora y la formación 
del enlace arilo-arilo-carbono. 
El uso de Cu (I) para el acoplamiento oxidativo de compuestos de arilitio a bajas 
temperaturas. Este método también se usa para generar biarilos asimétricos, 
después de la adición del haluro correspondiente. 
Las limitaciones de esta metodología son obvias: sólo se pueden sintetizar biarilos 
simétricos, el metal está en cantidad estequiométrica y las condiciones de reacción 
son muy drásticas. 
4 
 
Despues de 70 años se encontraron dos avances significativos: el primero, el 
descubrimiento por Heck del acoplamiento entre olefinas y haluros de arilo 
catalizados por paladio; el segundo, el uso de níquel, primero en cantidades 
estequiométricas, y luego en cantidades catalíticas, en el acoplamiento de reactivos 
de Grignard con haluros de arilo por Kumada y Corriu en 1972. Este segundo llevó 
la búsqueda de otros metales distintos del cobre como catalizadores de 
acoplamientos de haluros de arilo con compuestos organometálicos, de entre los 
cuales el paladio resultó, de largo, el más eficiente. 
Reacción de Heck 
La reacción de Heck5,6,23 es una reacción química entre un halogenuro insaturado 
común alqueno en presencia de una base y un catalizador de paladio para formar 
un alqueno sustituido. Esta reacción fue el primer ejemplo de una reacción de 
formación de enlace carbono-carbono que siguió un ciclo catalítico de Pd(0) / Pd(II), 
el mismo que se ve en otras reacciones de acoplamiento cruzado con Pd(0). Junto 
con otras reacciones de esta clase. 
 
Heck había descubierto una manera muy eficiente para la arilación de una olefina, 
la cual se convertiría en una de las más importantes para la creación de enlaces 
simples carbono-carbono. Pero aún faltaba mejorar el proceso, al final de la reacción 
se formaba Pd(0), de lo que se deduce que ésta no es catalítica en su totalidad. Por 
eso, Heck incorporaría posteriormente el uso de CuCl2 como reoxidante del Pd(0), 
haciendo que la reacción fuera catalítica 23. 
 
En la Figura.1 se observa el ciclo catalitico en la reaccion de Heck en donde se 
observa la formacion de estireno a partir del cloruro de fenil paraladio (a) que en 
convinacion con el eteno (b)al forma un compuesto de paladio II intermedio (c) 
produce estireno (d) y la reduccion del paladio a paladio 0 (e) 
 
 
Figura I.2 Ciclo catalitico de la reaccion de Heck para la formacion de estireno 
 
En 1972, Heck realizó una modificación importante a su reacción e incrementó así 
su utilidad en la síntesis orgánica. En esta nueva versión, el compuesto 
5 
 
organometálico RPdX (R= arilo, vinilo, etc.; X= haluro) es generado a partir de un 
haluro orgánico, RX, y Pd(0) en una llamada adición oxidativa 
 
A partir del desarrollo de la reacción de Heck, se pusieron en marcha diversas otras 
reacciones de acoplamiento, en las que se emplearon reactivos de Grignard, 
haluros orgánicos, sales de cobalto, níquel y hierro en cantidades catalíticas y 
también compuestos de litio. Sin embargo, estas reacciones pusieron en evidencia 
un inconveniente importante de las mismas: baja compatibilidad química al no poder 
ser utilizado con ciertos grupos funcionales orgánicos 
. 
Figura I.3 Reacción general de Heck 
En la Figura I.3 se muestra el ciclo catalítico más aceptado para la reacción de 
Heck, aunque no ha podido aún ser demostrado contundentemente en los diversos 
estudios publicados, ni siquiera si la especie responsable de la catálisis es Pd (0) o 
Pd(II). El primer paso consiste en la activación del enlace C-X por la inserción de 
paladio, seguido de la coordinación al doble enlace (al anillo en caso de arilos 
metálicos) y la formación del enlace Csp2-Csp2 con la consiguiente salida del átomo 
de paladio. La dificultad en la activación del enlace C-X varía en el orden Cl>Br>I, 
lo que se traduce en que los sustratos clorados son menos reactivos que los 
yodados. 
 
Figura I.4 Posible mecanismo de reacción de Heck 
6 
 
Algunos estudios difieren sobre el papel de la base, mientas que algunos autores 
atribuyen la modificación de la densidad electrónica del centro de paladio39 otros le 
atribuyen la modificación química de alguno de los reactivos (como la posible 
transformación de los ácidos borónicos en boronatos), la formación de 
nanopartículas de paladio o un simple papel de captador de protones. 
El uso de la base de acuerdo a diversos investigadores, podría jugar más de una 
sola función en las reacciones de acoplamiento como lo muestran en sus estudios 
Ullman 29, Sonogashira30 y Negishi22,28, Buchwald- Hartwig y Kumada. 
 
Reacción de Sonogashira 
Este acoplamiento de alquinos terminales con haluros de arilo o vinilo se realiza con 
un catalizador de paladio, un cocatalizador de cobre (I) y una base amina30,40. 
 
 
Figura I.6 Mecanismo de reacción de Sonogashira 
Normalmente, la reacción requiere condiciones anhidras y anaeróbicas, pero se han 
desarrollado procedimientos más nuevos en los que estas restricciones no son 
importantes41-43. 
 
7 
 
Reacción de Negishi 
El acoplamiento de Negishi, publicado en 1977, era la primera reacción que permitió 
la preparación de biarilos asimétricos con buenos rendimientos31. 
El acoplamiento versátil de catalizadores de níquel o paladio catalizado con diversos 
haluros (arilo, vinilo, bencilo o alilo) tiene amplio alcance y no se limita a la formación 
de biarilos. 
 
Figura I.7 Mecanismo de reacción de Negishi 
El mecanismo de reacción general, comienza con una adición oxidativa de un haluro 
orgánico con el catalizador. Posteriormente, el segundo fragmento sufre 
transmetalación, lo que sitúa a ambos candidatos del acoplamiento sobre el mismo 
centro metálico. El paso final es una eliminaciónreductiva de los dos fragmentos de 
acoplamiento para regenerar el catalizador y dar el producto orgánico deseado. Los 
grupos orgánicos insaturados se acoplan con más facilidad, en parte, por su 
facilidad para dar reacciones de adición. Los productos intermedios son por lo tanto 
menos propensas a la beta-eliminación del hidruro. 
 
 
8 
 
Reacción de Buchwald- Hartwig 
La reacción de Buchwald-Hartwig, también llamada aminación de Buchwald-
Hartwig35 o acoplamiento de Buchwald-Hartwig44, es una reacción usada en química 
orgánica para la síntesis de enlaces carbono-nitrógeno a través del acoplamiento 
cruzado de aminas con haluros de arilo, catalizado por paladio. A pesar de algunas 
publicaciones con un enfoque similar se publicaron ya en 1983, el crédito para su 
desarrollo se suele asignar a Stephen L. Buchwald y John F. Hartwig, cuyas 
publicaciones entre 1994 y finales de la década de 2000 establecieron el alcance 
de la transformación. 
 
La utilidad de esta reacción para las síntesis se deriva principalmente de las 
deficiencias de los métodos típicos (sustitución nucleófila, aminación reductiva, etc) 
para la síntesis de enlaces C-N en compuestos aromáticos. El desarrollo de la 
reacción de Buchwald-Hartwig ha permitido la síntesis fácil de arilaminas, 
reemplazando a otros métodos (reacción de Goldberg, sustitución nucleófila 
aromática, etc), mientras que ha aumentado significativamente el repertorio de la 
posible formación del enlace C-N. 
 
Figura I.8 Mecanismo de Reacción de Buchwald-Hartwig 
La síntesis de éteres de arilo y especialmente de éteres de biarilo ha recibido 
recientemente mucha atención como una alternativa a la síntesis de éter de 
Ullmann. 
9 
 
Reacción de Kumada 
 
El acoplamiento de Kumada fue la primera reacción de acoplamiento cruzado 
catalizada por Pd o Ni, desarrollada en 197237. 
El acoplamiento de reactivos de Grignard con haluros de alquilo, vinilo o arilo bajo 
catálizadores de Ni que proporcionan una transformación económica, pero la 
reacción se limita a socios haluro que no reaccionan con compuestos de 
organomagnesio. 
Un ejemplo es la producción a escala industrial de derivados de estireno, y el 
acoplamiento de Kumada es el método de elección para la síntesis de bajo coste de 
biarilos asimétricos45. 
 
Figura I.9 Mecanismo de reacción de Kumada 
La ventaja de esta reacción es el acoplamiento directo de reactivos de Grignard46, 
que evita etapas de reacción adicionales tales como la conversión de reactivos de 
Grignard en compuestos de zinc47 para los materiales de partida en el acoplamiento 
de Negishi. 
 
10 
 
I.2.1 Reacción Suzuki-Miyaura30 
La reacción de Suzuki-Miyaura es una de las más versátiles y ampliamente utilizada 
en la formación selectiva de enlaces carbono-carbono y particularmente en la 
formación de biarilos asimétricos48. Debido a su utilización en numerosas rutas 
sintéticas, algunas de ellas a nivel industrial como la producción de Losartan, una 
droga antidepresiva comercializada por Merck, se están llevando a cabo en los 
últimos años numerosos trabajos con la finalidad de optimizar las condiciones de 
reacción en cuanto a temperatura, disolvente, ligandos, recuperación, reciclaje del 
catalizador, etc. Otra de las importantes ventajas de esta reacción es el uso como 
sustrato de ácidos arilborónicos debido a su gran abundancia, disponibilidad 
comercial, bajo coste, baja toxicidad y fácil separación de los subproductos que 
contienen boro del producto de reacción49-57. 
 
Esta reacción se produce entre un ácido arilborónico y un haluro de arilo o vinilo 
generalmente en un disolvente orgánico (THF), y en presencia de un catalizador de 
Pd (0) o Pd(II). 
El ciclo catalítico clásico propuesto para la reacción de Suzuki-Miyaura (Figura I.10) 
utiliza un catalizador de paladio que oscila entre dos estados de oxidación Pd (0) y 
Pd(II) durante el curso de la reacción. 
 
Figura I.10 Mecanismo de reacción de Suzuki-Miyaura 
 
Generalmente, se parte de un pre-catalizador de Pd(II), el primer paso es la 
reducción in situ del pre-catalizador a Pd (0). A continuación, se produce la adición 
oxidante del haluro de arilo para formar el intermedio de Pd(II). Posteriormente, tiene 
lugar la transmetalación del ácido arilborónico y, por último, se produce la 
eliminación reductora dando lugar al producto de reacción y la especie catalítica de 
Pd (0) que dará comienzo a un nuevo ciclo catalítico. 
11 
 
 
A diferencia de otros tipos de reacciones de acoplamiento cruzado, en las que 
también se produce un paso de transmetalación, la reacción de Suzuki-Miyaura 
requiere la utilización de una base para formar con el ácido borónico un intermedio 
rico electrónicamente que resulte más reactivo que el propio ácido borónico original, 
y de este modo, facilitar la transmetalación con el complejo de paladio. 
 
Figura I.11Reacción de acoplamiento Suzuki-Miyaura 
El acoplamiento de Suzuki-Miyaura se ha convertido en el estándar para la 
construcción de biarilos funcionales, teniendo mayor presencia y aplicación éste 
proceso en la química médica58-60. 
La reacción de acoplamiento Suzuki-Miyaura conjuga fragmentos químicamente 
diferenciados que participan en los procesos electrónicamente divergentes con el 
catalizador de metal. Además, la etapa oxidativa se produce con grupos orgánicos 
formalmente electrófilos, por lo que el paladio se oxida a través de su donación de 
electrones para formar el nuevo enlace Pd-C. Sin embargo, se produce la 
transmetalación con grupos orgánicos formalmente nucleófilos, que son transferidos 
del boro hacia el paladio. Esta secuencia de reactividad entre la adición oxidativa y 
la etapa de transmetalación permite que dos similares, pero distintos, componentes 
sean unidos en el acoplamiento cruzado, formando así la base de esta metodología 
importante. 
 
12 
 
Componentes de la reacción de Suzuki-Miyaura. 
Electrófilo 
Una especie de carácter electrofílico es aquella que acepta pares de electrones en 
las reacciones y se caracteriza también por tener un buen grupo saliente. 
Es muy común el uso de halogenuros orgánicos como electrófilos en las reacciones 
de acoplamiento carbono-carbono. 
Nucleófilo 
Existen una gran cantidad diversa de compuestos organometálicos (R’-M) que 
comúnmente se ocupan en las reacciones de acoplamiento, los más comunes son 
derivados de cobre, estaño, magnesio, zirconio, indio y boro. En la reacción de 
Suzuki se emplean compuestos orgánicos de boro. Los compuestos de boro son de 
fácil preparación y se consideran altamente estables al aire y agua. La preferencia 
por estos grupos es la compatibilidad con numerosos grupos funcionales. 
Ácidos borónicos 
Los ácidos borónicos se emplearon por primera vez para el acoplamiento de Suzuki-
Miyaura en 1981 y siguen gozando de una amplia aplicación. Su modo de ácido de 
Brønsted depende del medio. En los medios anhidros, el grupo hidroxilo en la 
especie trigonal del ácido borónico puede actuar como el donante de protones61-67. 
Sin embargo, en solución acuosa, la ionización inducida por el agua como ácido de 
Lewis libera un ion hidronio con la generación de un trihidroxiboronato. 
En general, los ácidos borónicos se disuelven más fácilmente en disolventes 
orgánicos que en soluciones acuosas neutras. En condiciones anhidras, 
nominalmente, se establece un equilibrio con el anhídrido trimérico (boroxina); un 
proceso entrópicamente favorecido que libera tres equivalentes de agua. Además, 
las boroxinas son en cierta medida estabilizadas a través de su carácter aromático 
parcial. El ajuste de la estequiometria correcta en una reacción a veces puede ser 
no trivial, como el establecimiento de este grado de deshidratación no es sencillo, 
es una práctica común añadir un exceso del reactivo. 
Los ácidos borónicos se emplean en la síntesis del fungicida polivalente de BASF, 
Boscalid. Este proceso actualmente lleva a cabo, sin duda,la reacción de 
acoplamiento de Suzuki-Miyaura a mayor escala. Más de 1000 toneladas por año 
son fabricadas, con el acoplamiento del ácido arilborónico y el cloruro de arilo como 
un paso fundamental 
 
13 
 
I.2 Paladio 
El Paladio es el elemento químico de número atómico 46 que se sitúa dentro del 
grupo de transición VIII en la tabla periódica. Su símbolo es Pd y pertenece al grupo 
de los metálicos preciosos68-69. 
El paladio se encuentra en estado metálico, como negro de paladio, producto de la 
reducción y polimerización de sus compuestos solubles con clorhidratos en medio 
alcalino: y el paladio coloidal, de color rojo en suspensión acuosa, que se obtiene 
por reducción con hidracina o por reducción electrolítica de una sal de paladio en 
medio alcalino70-72. 
La estructura electrónica más externa del paladio es 5s2 4d10 y tiende a actuar con 
valencias +2 y +4. 
El potencial del Pd(II) combinado con Pd (0) es muy elevado sobre todo en medio 
ácido. Por consiguiente, el metal es poco reductor y se disuelve con dificultad; a 
pesar de ello es el elemento más fácilmente oxidable entre los metales de su grupo. 
El paladio (Pd), es sin duda el metal más común en los procesos de síntesis 
orgánica. Los procesos logrados con Paladio se han convertido en herramientas 
esenciales, que abarca un sinnúmero de aplicaciones en las síntesis de origen 
natural, polímeros, productos agroquímicos y productos farmacéuticos. Su éxito se 
debe en su capacidad para participar en transformaciones catalíticas, así como su 
alta tolerancia de grupo funcional. El paladio se puede utilizar para llevar a cabo una 
innumerable serie de transformaciones con moléculas orgánicas, también el Pd 
permite la hidrogenación, hidrogenólisis, carbonilación, la formación de C-C, C-O, 
C-N, y enlaces C-S, cicloisomerización e incluso reacciones pericíclicos 
Los métodos realizados con paladio a menudo proceden bajo condiciones suaves 
proporcionando altos rendimientos, con excelentes niveles del tipo estereo-, regio-, 
y quimioselectividad. 
El Paladio (0) puede someterse a cualquier tipo de oxidación o adición oxidativa, 
que proporcionaría un Paladio (II) más complejo. Un Paladio (II) complejo puede 
generar nuevos Pd (II) complejos a través de procesos como la eliminación β-
hidruro, transmetalación, la sustitución del ligando, inserción o paladación. 
Finalmente, una eliminación reductiva convierte Pd (II)complejo de nuevo a Pd (0). 
El Pd(II) se reduce con facilida y el Pd(IV) al ser muy oxidante dificilmente se 
encuentra en disolucion acuosa74. 
14 
 
REACTIVIDAD DEL PALADIO (0) 
Un método para preparar un complejo de Pd (0) es a través de una reducción in situ 
de un de catalizador de Pd (II) de reactivos tales como alquenos, alcoholes, aminas, 
fosfinas, o hidruros metálicos. Considerando como nucleófilo al Pd (0), con d10, se 
oxida fácilmente al estado Pd (II), es por eso que la mayor parte del proceso 
catalizador utilizando Pd (0) comienzan generalmente con la adición oxidativa y, en 
general, el aumento de la densidad electrónica en paladio promueve adición 
oxidativa75-77. El paladio (0) forma fácilmente compuestos coordinados con fosfinas 
para formar el tetraquis(trifenilfosfina) paladio (0) y de compuestos ricos en 
electrones78. 
REACTIVIDAD DEL PALADIO (II) 
La catálisis del Paladio (II), en contraste con la del Paladio (0), recibió menos 
atención en el pasado, aunque ha habido un creciente interés en los últimos años. 
Los complejos del Pd (II) son por lo general electrofílico y aire estable, por lo tanto, 
suelen interactuar con funcionalidades ricas en electrones tales como olefinas, 
alquinos, y arenos79,80. 
Sin embargo, una de las principales complicaciones del desarrollo de la metodología 
de Pd (II) es la dificultad para reoxidar el Pd (0) → Pd (II). La finalización del ciclo 
catalítico para regenerar Pd (II) requiere la presencia de un oxidante 
estequiométrico, tales como CuCl281-83, Cu(OAc)284-86, benzoquinona87-88, 
hidroperóxido de terc-butilo (TBHP)89,90, MnO291, HNO392, y O293-95. 
Como era de esperar, la adición de estos oxidantes a una reacción dispone de 
interferir con el sistema de catalizador / ligando (o los propios sustratos) 
frecuentemente y ha dado lugar a complicaciones en el mantenimiento de los 
procesos de quimio estereoselectivas89,92,97. 
Aplicaciones en acoplamiento cruzado de Suzuki-Miyaura 
Los informes originales de acoplamiento cruzado de Suzuki y Miyaura emplean 
organoboranos con haluros de arilo o alquenilo. Poco después, se reveló que los 
ácidos organoborónicos también podrían someterse a transmetalación con paladio, 
éstos se han convertido en el reactivo estándar para el acoplamiento debido a su 
mayor estabilidad aeróbica, facilidad de producción y mayor afinidad por la 
transmetalación. Por consiguiente, una muy amplia gama de ácidos borónicos están 
ahora disponibles comercialmente. Una preparación a escala multi-kilogramo de 
ABT-963, un potente y selectivo inhibidor de la COX-2 (no esteroide anti-
inflamatorio), ha sido reportado por Abbott Laboratories. La ruta de síntesis incluye 
un acoplamiento de Suzuki-Miyaura con un ácido arilborónico, dando el producto en 
un rendimiento del 88%98. 
15 
 
I.3 Cocatalizadores 
Los cocatalizadores suelen ser sustancias que mejoran la actividad catalítica de los 
catalizadores. 
Líquidos iónicos 
Los líquidos iónicos son sales orgánicas con puntos de fusión por debajo del punto 
de ebullición del agua, cercano a la temperatura ambiente. Los líquidos iónicos 
están compuestos por cationes orgánicos unidos a aniones de carácter orgánico o 
inorgánico99. 
Este tipo de compuestos fueron desarrollados con la finalidad de ser usados como 
electrolitos, gracias a su escasa volatilidad, alta estabilidad frente a aumentos de 
temperatura y punto de fusión bajo. 
 
En los últimos años los líquidos iónicos han cobrado gran interés debido a las 
propiedades físicas y químicas únicas con las que cuentan y al ser considerados 
como una nueva clase de disolventes100-104. 
 
Los líquidos iónicos están conformados por iones grandes y asimétricos, en 
consecuencia, las fuerzas que los mantienen unidos son más débiles que las sales 
iónicas más comunes. Hoy en día son de gran interés debido a que cuentan con 
propiedades físicas y químicas únicas, las cuales les han dado ventajas 
significativas sobre otro tipo de disolventes en diversas áreas. Entre las propiedades 
más destacadas se encuentra la presión de vapor nula, alta conductividad, ausencia 
de inflamabilidad, alta polaridad, gran estabilidad térmica y alta miscibilidad105-107. 
 
Las propiedades físicas y químicas de los líquidos iónicos varían ampliamente 
dependiendo tanto de la parte aniónica como catiónica que lo conforman. La 
mayoría de los líquidos iónicos presentan un catión orgánico y un anión orgánico o 
inorgánico poliatómico. 
En cuanto a la parte aniónica, existe gran variedad de aniones que pueden formar 
parte de los líquidos iónicos entre los que se pueden destacar [BF4]-, [PF6]-, [Tf2N]-
, [OTf]- y [NO3]- 108-111. Muchas de sus propiedades son el resultado de la naturaleza 
de sus iones, y de las interacciones que entre estos presentan. 
Un líquido iónico puede considerarse como una nueva y sorprendente clase de 
disolvente o bien como un tipo de material con diferentes aplicaciones. 
 
16 
 
TBAB 
El bromuro de Tetrabutilamonio es sin duda uno de los cocatalizadores 
transferentes de fase más ampliamente utilizados. Combina la lipofilicidad requerida 
para una efiiente transferencia de fase del catlizador la hidrofilicidad necesaria para 
recuperación eficientemente el catalizador. 
Se ha utilizado con éxito reacciones Líquido-líquido o sólido-líquido 
La adición de sales de tetraalquilamonio con frecuencia mejora la eficiencia de la 
catálisis de metales de transición (principalmente Paladio), tal como el acoplamiento 
de Heck, especialmenteen disolventes acuosos. Su efecto no sólo puede 
considerarse como consecuencia de la típica actividad de transferencia de fase, 
sino también como una estabilización de coloides metálicos nano-dimensionados 
que pueden por la reducción de la fuente de metal añadida, el tensioactivo prevenir 
la aglomeración indeseada a especies no reactivas tales como paladio negro 
mediante la formación de una capa monomolecular. Por lo tanto, TBAB se ha 
utilizado como un aditivo en reacciones de acoplamiento cruzado de Heck bajo 
catálisis de paladio libre de ligandos Incluso en agua pura, o utilizando complejos 
de CN-heterocíclico y CN-paladaciclos como fuentes de paladio. 
La preocupación por las cuestiones medioambientales ha hecho que en los últimos 
años surja un enfoque dentro de la química orgánica que tiene por objetivo prevenir 
o minimizar la contaminación. Se pretende optimizar los procesos para alcanzar los 
máximos rendimientos posibles con el menor impacto sobre el medio ambiente. Uno 
de estos retos lo constituye la búsqueda de disolventes alternativos a los disolventes 
convencionales. Los efectos perjudiciales que, sobre el medio ambiente, la 
seguridad y la salud, tiene el elevado consumo de estos disolventes hacen que sea 
necesario minimizar su uso. 
 
En los últimos años, se han desarrollado procesos que tienen lugar en ausencia de 
disolvente y otros que utilizan líquidos iónicos, disolventes fluorados o fluidos 
supercríticos. Todos ellos se pueden combinar con nuevas técnicas de activación 
tales como el microondas y los ultrasonidos. 
 
 
17 
 
MICROONDAS 
 
En el campo de la química inorgánica, la técnica de microondas se comenzó a 
utilizar en los años 70, mientras que en química orgánica su uso no se puso en 
práctica hasta mediados de los 80. Las primeras publicaciones relacionadas con el 
uso de microondas para acelerar transformaciones en síntesis orgánica fueron 
realizadas por los grupos de Gedye y Giguere/Majetich en 1986. 
 
La falta de control sobre la reacción, la reproducibilidad, la seguridad de las 
instalaciones y la falta de comprensión de los procesos físicos del calentamiento por 
microondas han generado un retraso en el desarrollo de esta metodología. Sin 
embargo, desde la década de los 90 el interés por esta técnica ha aumentado, en 
parte por la disponibilidad comercial de hornos de microondas especialmente 
diseñados para la síntesis orgánica, que han permitido el desarrollo de las técnicas 
sin disolvente, incrementando la seguridad y, sobre todo, mejorando los 
rendimientos con una disminución del tiempo de reacción. 
 
Las reacciones en síntesis orgánica asistidas por microondas se caracterizan por la 
aceleración producida en muchas de ellas, como consecuencia de un calentamiento 
que no puede ser reproducido utilizando una fuente energética clásica. En algunos 
casos, reacciones que no ocurren por calentamiento convencional pueden llevarse 
a cabo usando microondas. 
La radiación de microondas es una alternativa al calentamiento convencional para 
introducir energía en las reacciones, que aprovecha la capacidad que poseen 
algunos compuestos para transformar la energía electromagnética en calor. 
 
En el espectro electromagnético, la región de microondas está localizada entre el 
infrarrojo y las ondas de radio Figura 1.20). Las longitudes de onda están 
comprendidas entre 1 mm y 1 m, correspondientes a frecuencias entre 0.3 y 300 
GHz, empleadas en su mayor parte por los sistemas de detección por radar y 
telecomunicaciones. Para evitar interferencias, la mayoría de los instrumentos de 
microondas domésticos y comerciales operan a 2.45 GHz, que corresponde a una 
longitud de onda de 12.2 cm. 
 
Figura 1.12 Diagrama del espectro electromagnético de microondas 
18 
 
La radiación de microondas provoca calor por dos mecanismos: polarización dipolar 
y conducción iónica. Mientras los dipolos en la mezcla de reacción están implicados 
en los efectos de polarización dipolar, las partículas cargadas están afectadas por 
la conducción iónica. 
 
Cuando se irradia a la frecuencia del microondas, los dipolos o iones de la muestra 
rotan y se alinean con el campo eléctrico aplicado. Como los campos aplicados 
oscilan, el campo del dipolo o ion intenta realinearse con el campo eléctrico alterno. 
En este proceso, la energía se pierde en forma de calor a través de fricciones 
moleculares y del factor de pérdida. La capacidad de un material específico o de un 
disolvente para convertir la energía de microondas en calor a una frecuencia y a 
una temperatura dada se conoce como ángulo de pérdida, expresándose 
generalmente su tangente. Tan d = ε’’/ ε’. En esta ecuación la permeabilidad relativa 
ε’, representa la capacidad de la materia para almacenar la energía potencial bajo 
la influencia de un campo eléctrico. 
 
A temperatura ambiente, y bajo la influencia de un campo eléctrico estático, la 
permeabilidad relativa ε ' es igual a la constante dieléctrica. El factor de pérdida ε'', 
cuantifica la eficacia de cómo la energía absorbida se transforma en calor. En 
general, medios de reacción con valores grandes de "tan δ" a la frecuencia estándar 
a la que opera el microondas, dan lugar a buenas absorciones y, como 
consecuencia, a un calentamiento eficaz. 
 
Si dos disolventes con constantes dieléctricas comparables tales como acetonitrilo 
y metanol se calientan a la misma potencia durante el mismo tiempo, la temperatura 
final debe ser mucho mayor en el metanol que en el acetonitrilo. Esto se debe a que 
el metanol posee una tangente de pérdida mayor que la del acetonitrilo al acoplarse 
mejor con la radiación de microondas, resultando un aumento de temperatura más 
rápido. Cuando se emplean disolventes que absorben poco se pueden adicionar 
aditivos polares tales como líquidos ionicos o elementos pasivos de calentamiento, 
hechos de materiales que absorben fuertemente en microondas, para aumentar el 
nivel de absorción del medio. 
 
19 
 
Los materiales aislantes, también conocidos como dieléctricos, se pueden calentar 
aplicando campos electromagnéticos de alta frecuencia. Al aplicar la radiación se 
forman dipolos, en un proceso denominado polarización. Para que una sustancia 
genere calor cuando es irradia con microondas, debe poseer momento dipolar. La 
polarización dipolar es una de las interacciones del componente eléctrico del campo 
electromagnético con la materia y es responsable de que esta se caliente. La 
energía de estos campos eléctricos provoca el movimiento de los dipolos que 
tienden a alinearse con ellos por rotación siguiendo su oscilación. 
 
A valores elevados de campo eléctrico la orientación dipolar predomina sobre la 
desorientación producida por la temperatura. En esta situación los dipolos están 
permanentemente orientados y no pueden rotar. Si no hay movimiento, no se 
produce transferencia de energía, y, en consecuencia, no hay calentamiento. Sin 
embargo, en las condiciones habituales de calentamiento por microondas, el campo 
eléctrico no es capaz de inducir una polarización permanente de los dipolos. Por 
tanto, las moléculas tienden a orientarse en el campo eléctrico más lentamente de 
lo que oscila este, provocando colisiones entre las moléculas que transforman la 
energía cinética en calor, observándose por tanto un calentamiento de la sustancia. 
En el caso de los gases, las moléculas están separadas y el alineamiento con el 
campo es fácil y rápido. Al no existir fricciones entre las moléculas, no se produce 
desprendimiento de calor. En los líquidos, el alineamiento con el campo está 
dificultado por la presencia de otras moléculas, dependiendo, por tanto, de las 
características dipolares del medio y de la viscosidad del líquido. Así se explica que, 
por ejemplo, el dioxano no se caliente, mientras que el agua, que tiene un elevado 
momento dipolar, se caliente rápidamente. 
 
 
 
 
 
20 
 
Una transformación química "ideal" transcurriría a temperatura ambiente y 
alcanzaría una conversióncompleta en pocos minutos, pero la realidad es bastante 
diferente. Muchos procesos sintéticamente relevantes requieren elevadas 
temperaturas con tiempos de reacción de varias horas o incluso días para conducir 
a la conversión completa. 
 
El calentamiento de la mezcla de reacción a escala de laboratorio se ha venido 
realizando usando baños de aceite hasta alcanzar la temperatura de reflujo, de 
forma que la temperatura de la reacción se controla por el punto de ebullición del 
disolvente. Esta forma tradicional de suministrar calor es bastante lenta e ineficiente 
para transferir energía a la reacción, ya que depende de las corrientes de 
convección y de la conductividad térmica de los materiales que deben ser 
penetrados. A menudo, la temperatura del matraz es mayor que la de la mezcla de 
reacción.. En el calentamiento por microondas, la energía atraviesa las paredes del 
matraz calentando únicamente reactivos y disolventes. Existen incluso reactores 
especialmente diseñados para que las radiaciones sean uniformes, consiguiéndose 
un calentamiento más homogéneo, conduciendo a menos productos secundarios o 
de descomposición. También se observan mejoras en las reacciones a presión, ya 
que se alcanza más rápidamente el punto de ebullición del disolvente empleado. 
 
21 
 
Técnicas espectroscópicas de Análisis 
Espectrometría de Masas 
 
La Espectrometría de Masas es una técnica micro analítica usada para identificar 
compuestos desconocidos y cuantificar compuestos conocidos. Requiere 
cantidades pequeñas de muestra y obtiene información característica como el peso 
y algunas veces la estructura del analito. 
 
En esta técnica, la muestra es ionizada usando diversos procedimientos. El más 
usual utilizado Impacto electrónico que consiste en el bombardeo de la muestra 
(previamente vaporizada mediante el uso de alto vacío y una fuente de calor) con 
una corriente de electrones a alta velocidad. Mediante este proceso, la sustancia 
pierde algunos electrones y se fragmenta dando diferentes iones, radicales y 
moléculas neutras. Cada compuesto es único, y cada uno de los compuestos se 
ionizará y fragmentará de una determinada manera, y en este principio se basa la 
espectrometría de masas para identificar cada analito. 
 
Cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) 
 
La cromatografía de gases es una técnica separativa que permite la separación de 
mezclas muy complejas. Pero una vez separados, detectados, e incluso 
cuantificados todos los componentes individuales de una muestra problema, el 
único dato de que disponemos para la identificación de cada uno de ellos es el 
tiempo de retención de los correspondientes picos cromatográficos. Este dato no es 
suficiente para una identificación inequívoca, sobre todo cuando analizamos 
muestras con un número elevado de componentes. 
 
Por otra parte, la espectrometría de masas puede identificar de manera casi 
inequívoca cualquier sustancia pura, pero normalmente no es capaz de identificar 
los componentes individuales de una mezcla sin separar previamente sus 
componentes, debido a la extrema complejidad del espectro obtenido por 
superposición de los espectros particulares de cada componente. 
 
Por lo tanto, la asociación de las dos técnicas, GC (cromatografía de gases) y MS 
(Espectrometría de masas) da lugar a una técnica combinada GC-MS que permite 
la separación e identificación de mezclas complejas. Esta combinación permite 
analizar y cuantificar compuestos trazas en mezclas complejas con un alto grado de 
efectividad. 
 
22 
 
II METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 
 
En este capítulo se describe la metodología experimental seguida para el desarrollo 
de un nuevo método de acoplamiento carbono-carbono con sales de paladio II. En 
la Figura II.1 se muestra el esquema general de experimentación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura II.1 Diagrama General de Experimentación 
Los reactivos empleados en la síntesis de los materiales pertenecen a la marca 
Sigma Aldrich. Los disolventes utilizados, grado técnico, marca Meyer, fueron 
purificados por métodos tradicionales de destilación para su posterior uso. 
La síntesis asistida por microondas se llevó a cabo en dos equipos. El primero fue 
un equipo convencional modelo Micro Fridge MF-3TP con una potencia de Salida 
del microondas de 600 W, la temperatura se midió con un termómetro de infrarrojos 
modelo amprobe 750, el segundo fue un equipo de calentamiento asistido por 
microondas modelo Anton-Par Monowave 300 con potencia máxima de salida de 
500 W con control de temperatura y de presión. 
Las reacciones de bromación y de acoplamiento se monitorearon por cromatografía 
de gases usando la técnica de patrón interno para determinar el porcentaje de 
reacción de cada uno de los sistemas y purificados por cromatografía de columna 
con sistema Hexano:Acetato . 
INICIO 
Bromación 
Acoplamiento 
Formación de 
biarilos 
Bromación de diversos anillos aromáticos con 
distintos sustituyentes para después evaluarlos 
como electrófilos en las reacciones de 
acoplamiento 
Utilizar Bromo fenol y ácido fenil borónico para 
desarrollar un sistema de acoplamiento con 
altos rendimiento 
Utilizar el método de acoplamiento de mejores 
rendimientos y los distintos electrófilos 
sintetizados para formar diversos biarilos 
23 
 
Los espectros de 1H y 13C NMR se realizaron en un equipo Bruker Ascend 400 
(400,13 MHz para 1H, 100, 61 MHz para 13C) y se empleó el disolvente deuterado 
adecuado en cada caso como disolvente. 
 
24 
 
El desarrollo del sistema eficiente de acoplamiento comprende de tres etapas. La 
primera destinada a la bromación de los sustratos a utilizar, haciendo énfasis en la 
obtención del Bromo fenol. La segunda etapa consta de la obtención de las 
condiciones ideales de reacción con el fin de obtener rendimientos superiores al 
90% de eficiencia en los compuestos bromados. La tercera etapa es el uso del 
sistema eficiente para el acoplamiento de distintas moléculas. 
Como primera parte de las reacciones para desarrollar un método eficiente para la 
formación de biarilos se analizó y trabajo en la variación de cada uno de los 
componentes de la reacción de Suzuki-Miyaura para encontrar condiciones ideales 
de reacción 
II.1.1 Bromación de arilos 
Se realizó la bromación del sustrato Fenol por un método nuevo y alternativo a la 
halogenación típica con Bromo elemental124, esto con el fin de evitar el uso de 
sustratos tóxicos y corrosivos como el Br2 y HBr. El método de bromación utilizado 
se describe a continuación: 
La bromación se realiza mediante una reacción catalítica, la fuente de halógeno 
que sustituye al bromo elemental es el Bromuro de Tetrabutil Amonio (TBAB), El 
catalizador es Metavanadato de amonio (NH4VO3) y como fuente oxidante se utiliza 
Peróxido de Hidrogeno (H2O2) todo esto en Éter Etílico como medio de disolución. 
En un matraz de 250 mL se colocaron 5% mol de NH4VO3 (0.50 mmol) en Et2O (25 
ml). A continuación, se agregaron 30 mmol de TBAB (≥99% pureza). 
Posteriormente, se agregaron 200% mol de H2O2 y 10 mmol de Fenol. La mezcla se 
agitó por 30 min temperatura ambiente. La fase orgánica se secó sobre Na2SO4 
anhidro y el disolvente se evaporó para producir el producto monobromado en un 
98% de rendimiento. En la (Figura II.1) se muestra el diagrama de reacción. 
 
 
Figura II.1. Bromación de Fenol con TBABr, NH4VO3 y H2O2 
El método desarrollado se utilizó para la bromación de diversos anillos aromáticos 
utilizando las mismas cantidades de sustratos y conservando condiciones de 
reacción para posteriormente utilizarlos en el acoplamiento C-C. 
25 
 
II. 2 REACCIONES DE ACOPLAMIENTO CARBONO-CARBONO 
El desarrollo de la reacción de acoplamiento se llevó en dos etapas 
En la Tabla II.2 se presenta el Esquema de experimentación para desarrollar el 
sistema de acoplamiento. 
 Tabla II.2 Dessarrollo experimental de acoplamientoEn las dos etapas de la experimentación se trabajó con la reacción base de 
acoplamiento para la obtención de 4-fenilfenol a partir del 4-bromofenol y el de 
ácido fenil borónico (Figura II.1.2). 
 
Figura II.2. Reacción base de acoplamiento 
ETAPA VARIABLE OBJETIVO 
1
.E
ST
U
D
IO
 D
E 
V
A
R
IA
B
LE
S 
B
A
SI
C
A
S CATALIZADOR 
 
Encontrar la sal de paladio II que presente mejores 
rendimientos en el acoplamiento. 
BASE 
 
Determinar si la base débil o la base fuerte 
aumentan el poder nucleofílico del ácido borónico 
y en qué proporción aumenta la eficiencia de la 
reacción. 
DISOLVENTE 
Analizar el efecto de distintos sistemas de reacción 
y concluir en cual se lleva a cabo la reacción de una 
manera más eficiente. 
2
.M
O
D
IF
IC
A
C
IO
N
ES
 
N2 
Evaluar si la atmosfera inerte mejora 
considerablemente la eficiencia del mejor sistema 
de reacción producto de la primera etapa. 
LIQUIDOS IONICOS 
Promover la solubilidad de los sustratos y del 
catalizador. 
TBAB 
Promover la transferencia del paladio de una fase a 
otro y aumentar su solubilidad del ácido borónico. 
KBr 
Promover la transferencia del paladio de una fase a 
otro y aumentar su solubilidad del ácido borónico. 
MICROONDAS Eficientar los tiempos de reacción 
26 
 
II.2.1 Elementos esenciales de la reacción de acoplamiento 
II.2.1.1 Elección del catalizador 
 
Para el desarrollo de un sistema de acoplamiento con sales de sales de paladio II 
fue necesario seleccionar la especie de paladio que mejores rendimientos 
presentara al momento del acoplamiento. Para este fin se analizaron tres sales de 
paladio II. 
-Acetato de paladio (PdCl2) 
-Cloruro de paladio (Pd(OAc)2) 
-Acetilacetonato de paladio (Pd(Acac)2) 
La cantidad de paladio en cada una de las reacciones fue de 0.2% molar en relación 
a los sustratos bromados y borados, una cantidad catalítica comúnmente usada en 
los acopamientos con compuestos de paladio (0) 
II.2.1.1.1 Cloruro de Paladio 
 
En un matraz de 25 mL se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 ml de 
cloroformo. A continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol 
de fenol como patrón interno y 0.2%mol de cloruro de paladio. Posteriormente, se 
agregó 1 ml de solución acuosa 1M de KOH. La mezcla se agitó por 4 horas a 
temperatura ambiente y monitoreada por cromatografía de gases. En la Figura II.3 
se muestra el diagrama de reacción. 
 
 
Figura II.3 Acoplamiento con PdCl2 
 
27 
 
II.2.2.2 Acetato de Paladio 
 
En un matraz de 25 mL se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 ml de 
cloroformo. A continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol 
de fenol como patrón interno y 0.2%mol de Acetato de paladio. Posteriormente, se 
agregó 1 ml de solución acuosa 1M de KOH. La mezcla se agitó por 4 horas a 
temperatura ambiente y fue monitoreada por cromatografía de gases. En la Figura 
II.4 se muestra el diagrama de reacción. 
 
 
 
Figura II.4 Acoplamiento con Pd(OAc)2 
II.2.1.1.3 Acetilacetonato de paladio 
 
En un matraz de 25 mL se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 ml de 
cloroformo. A continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol 
de fenol como patrón interno y 0.2%mol de Acetilacetonato de paladio. 
Posteriormente, se agregó 1 ml de solución acuosa 1M de KOH. La mezcla se agitó 
por 4 horas a temperatura ambiente y se realizó monitoreo por cromatografía de 
gases. En la Figura II.5 se muestra el diagrama de reacción. 
 
 
Figura II.5 Acoplamiento con Pd(Acac)2 
28 
 
II.2.1.2. Elección de la Base 
 
La base en las reacciones de acoplamiento cumple dos funciones, la primera es la 
aumentar el poder nucleofílico de los compuestos de boro, con la finalidad de hacer 
una especie de boro más reactiva. Y el segundo es ayudar a la etapa de 
transmetalación. Para esta parte se tomaron en cuenta dos bases para la reacción 
de acoplamiento, ambas sales de potasio. La primera fue el Hidróxido de potasio y 
la segunda el Carbonato de potasio, una base fuerte y la otra una base débil. 
Para este punto se ocuparon Cloruro de paladio y Acetato de paladio, los dos 
catalizadores de paladio que mejores rendimientos arrojaron. Se iniciaron las 
reacciones con la cantidad con un equivalente de base se fue aumentado 
gradualmente la cantidad hasta encontrar la cantidad que produjera una mayor 
conversión. 
II.2.1.2.1 Hidróxido de Potasio 
II.2.1.2.1.1 Reacción con PdCl2 y KOH 
 
Se hicieron 4 reacciones con 0.2% mol de cloruro de paladio con diferentes 
cantidades de base de Hidróxido de Potasio 1M (1mL, 2mL, 4mL, y 8mL) cada una 
de las reacciones se llevó a cabo en un matraz de 25 ml donde se colocaron 1 
mmol de 4-Bromo fenol en 5 ml de cloroformo. A continuación, se agregaron 1mmol 
de ácido fenil borónico y 0.5 mmol de fenol como patrón interno. (Figura II.6). Cada 
una de las reacciones se agitó a temperatura ambiente por 4 horas. Se dio 
seguimiento de las reacciones por cromatografía de gases. 
 
 
 
Figura II.6 Acoplamiento con PdCl2 y KOH a diferentes concentraciones 
29 
 
II.2.1.2.1.2 Reacción con Pd(OAc)2 y KOH 
 
Se hicieron 4 reacciones con 0.2%mol de Acetato de paladio con diferentes 
cantidades de base de acetato de potasio 1M (1mL, 2mL, 4mL, y 8mL) cada una de 
las reacciones se llevó a cabo en un matraz de 25 ml donde se colocaron 1 mmol 
de 4-Bromo fenol en 5 ml de cloroformo. A continuación, se agregaron 1mmol de 
ácido fenil borónico y 0.5 mmol de fenol como patrón interno. (Figura II.7). Las 
reacciones se agitaron a temperatura ambiente por 4 horas y a cada una se le dio 
seguimiento por cromatografía de gases. 
 
 
Figura II.7 Acoplamiento con Pd(OAc)2 y KOH a diferentes concentraciones 
II.2.1.2.2 Carbonato de Potasio 
II.2.1.2.2.1 Reacción con PdCl2 y K2CO3 
Se hicieron 4 reacciones con 0.2%mol de cloruro de paladio con diferentes 
cantidades de base de carbonato de potasio 1M (1mL, 2mL, 4mL, y 8mL) cada una 
de las reacciones se llevó a cabo en un matraz de 25 ml donde se colocaron 1 
mmol de 4-Bromo fenol en 5 mL de cloroformo. A continuación, se agregaron 1mmol 
de ácido fenil borónico y 0.5 mmol de fenol como patrón interno. (Figura II.8). Cada 
una de las reacciones se agitó a temperatura ambiente por 4 horas y a cada una se 
le dio seguimiento por cromatografía de gases. 
. 
Figura II.8 Acoplamientos con PdCl2 y K2CO3 a diferentes concentraciones 
30 
 
II.2.1.2.2.2 Reacción con Pd(OAc)2 y K2CO3 
 
Se hicieron 4 reacciones con Acetato de paladio con diferentes cantidades de base 
de Carbonato de Potasio 1M (1mL, 2mL, 4mL, y 8mL) cada una de las reacciones 
se llevó a cabo en un matraz de 25 ml donde se colocaron 1 mmol de 4-bromo fenol 
en 5 ml de cloroformo. A continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 
0.5 mmol de fenol como patrón interno y 0.2%mol de cloruro de paladio. (Figura 
II.9). Las reacciones se agitaron a temperatura ambiente por 4 horas. Se dio 
seguimiento de las reacciones por cromatografía de gases. 
 
 
 
Figura II.9 Acoplamiento con Pd(OAc)2 y K2CO3 a diferentes concentraciones 
 
 
Para la segunda etapa se tomó en como reacción base la reacción de acoplamiento 
de 0.2% mol de PdCl2 y 4 mL de KOH 1M en cloroformo como medio de reacción. 
 
31 
 
II.2.1.2.3 Efecto del disolvente 
 
En la continua búsqueda de un sistema amigable con el medio ambiente, al sistema 
4 de cloruro de paladio con KOH 4:1, que fue el que mejores rendimientos obtuvo, 
se le realizaron pruebas en distintos sistemas de reacción, con la idea de usar un 
disolvente menos nocivo se sustituyó el cloroformo por un sistema etanol agua 
50:50 y también por un sistema completamente acuoso. 
Sistema EtOH:H2O 
En un matraz de 25 mL se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 mL de un 
sistema 50:50 Etanol:Agua, despues se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 
0.5 mmol de fenol como patrón interno y 0.2%mol deAcetilacetonato de paladio. 
Posteriormente, se agregó 4 ml de solución acuosa 1M de KOH. (Figura II.10). La 
mezcla se agitó por 4 horas a temperatura ambiente. 
 
Figura II.10 Acoplamiento en EtOH:H2O 
Sistema H2O 
En un matraz de 25 mL se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 mL de Agua, a 
continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol de fenol como 
patrón interno y 0.2%mol de Acetilacetonato de paladio. Posteriormente, se agregó 
4 ml de solución acuosa 1M de KOH. (Figura II.11). La mezcla se agitó por 4 horas 
a temperatura ambiente. 
 
Figura II.11 Acoplamiento en agua 
32 
 
II.2.2 Optimización de la reacción. 
II.2.2.1 Atmosfera Inerte 
La reacción con 0.2% mol cloruro de paladio con 4mL de hidróxido de potasio 1M 
se realizó en atmosfera inerte 
En un matraz de 25 ml se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 ml de cloroformo. 
A continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol de fenol 
como patrón interno y 0.2%mol de Acetilacetonato de paladio. Posteriormente, se 
agregó 4 mL de solución acuosa 1M de KOH, todo esto bajo atmosfera inerte 
(Figura II.12). La mezcla se agitó por 4 horas a temperatura ambiente. 
 
Figura II.12 Acoplamiento con atmosfera inerte 
II.2.2.2 Uso de líquidos iónicos 
 
Con la finalidad de incrementar el rendimiento de las reacciones se introdujo el uso 
de cocatalizadores o agentes externos a la reacción inicial con el fin de interactuar 
en las diversas etapas de la reacción de acoplamiento, también llamados 
promotores, los cuales son especies con bajo poder catalítico pero que en conjunto 
con otro catalizador aumentan la eficiencia de este segundo. 
Se usaron dos tipos de líquidos iónicos, el “metil carbanato de trietilmetilamonio” y 
el “Dodecanodioato de trioctilmetilamonio” (Figura II.13) con la finalidad de 
promover la disolución y aumentar la interacción de los sustratos. 
 
 
Metil carbanato de trietilmetilamonio Dodecanodioato de trioctilmetilamonio 
Figura II.13 Líquidos iónicos 
33 
 
II.1.5.1.1 Líquido iónico de cadena corta 
 
El metil carbanato es un líquido iónico de cadenas cortas 
En un matraz de 25 mL se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 mL de 
cloroformo. A continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol 
de fenol como patrón interno, 0.2%mol de Acetato de paladio y 10mmol de líquido 
iónico. Posteriormente, se agregó 4 ml de solución acuosa 1M de KOH (Figura 
II.14). La mezcla se agitó por 4 horas a temperatura ambiente. 
 
 
Figura II.14 Acoplamiento con L.I. de cadena corta 
 
II.1.5.1.2 Líquido iónico de cadena larga 
 
En un matraz de 25 mL se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 mL de 
cloroformo. A continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol 
de fenol como patrón interno y 0.2%mol de Acetato de paladio y 10mmol de líquido 
iónico. Posteriormente, se agregó 4 mL de solución acuosa 1M de KOH (Figura 
II.15). La mezcla se agitó por 4 horas a temperatura ambiente. 
 
Figura II.15 Acoplamiento con L.I. de cadena larga 
 
34 
 
II.2.2.3 Reacciones con TBAB 
 
Se han utilizado sales de amonio en reacciones de acoplamiento con catalizadores 
de paladio (0), (PdCl2 TBAB 11% de paladio II a paladio = con TBABr) esta sal 
promueve la disolución del compuesto del paladio al cumplir la función de 
transferente de fases que ayuda a la interacción del paladio tanto en la fase acuosa 
como en la fase orgánica. 
En un matraz de 25 ml se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 ml de cloroformo. 
A continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol de fenol 
como patrón interno, 0.2%mol de Acetato de paladio y 10mmol de líquido iónico. 
Posteriormente, se agregó 4 ml de solución acuosa 1M de KOH (Figura II.16) y 
1mmol de Bromuro de Tetrabutil Amonio. La mezcla se agitó por 2 horas a 
temperatura ambiente. 
 
Figura II.16 Acoplamiento con TBAB 
II.2.2.4 Reacción con KBr 
El uso de una sal de bromo es para ver si KBr puede cumplir la misma función del 
TBAB y el bromo es el responsable de aumentar la eficiencia y puede presentar 
rendimientos semejantes. 
En un matraz de 25 ml se colocaron 1 mmol de 4-Bromo fenol en 5 ml de cloroformo. 
A continuación, se agregaron 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol de fenol 
como patrón interno, 0.2%mol de Acetato de paladio y 10mmol de líquido iónico. 
Posteriormente, se agregó 4 ml de solución acuosa 1M de KOH (Figura II.17) y 
1mmol de Bromuro de Potasio. La mezcla se agitó por 4 horas a temperatura 
ambiente. 
 
Figura II.17 Acoplamiento con KBr 
35 
 
II.2.3 Reacciones asistidas por microondas 
La reacción con un equivalente de TBAB mejoró los resultados con una conversión 
del 98% en un tiempo de 90 min. Si bien esta ya era una reacción con alta eficiencia, 
al momento de realizar la prueba en distintas moléculas, presento bajo rendimiento 
y los tiempos de reacción aumentaban considerablemente. 
Con la finalidad de disminuir los tiempos de reacción, de facilitar la separación de 
los compuestos y de evitar la degradación y polimerización de compuestos de 
paladio se optó por utilizar microondas las cuales se encuentra reportado en 
diversos estudios de síntesis orgánica que disminuyeran los tiempos de reacción y 
disminuyen la formación de productos secundarios. 
Para la metodología se utilizaron dos equipos. Un equipo de microondas casero 
modelo Micro Fridge MF-3TP y un equipo de calentamiento por microondas 
Monowave 300. 
II.2.3.1 Reacción en equipo convencional Micro Fridge MF-3TP 
II.2.3.1.1 Reacción con TBAB 
La reacción en equipo de microondas convencional se adapto a un recipiente de 3 
mL de vidrio pyrex. La emisión de microondas es constante y no controlable, para 
evitar el sobrecalentamiento y el exceso de presión en el reactor se utilizaron ciclos 
On/Off de 8 segundos, tiempo en el cual la temperatura alcanzada (verificada con 
un termómetro infrarrojo Amprobe IR 750) no rebasaba los 70 °C, y posteriormente 
se enfriaba en baños de agua fría hasta alcanzar la temperatura ambiente. 
En un recipiente de 3 mL se colocaron 1 mL de cloroformo, 1 mmol de 4-Bromo 
fenol, 1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol de fenol como patrón interno, 
0.2%mol de Cloruro de paladio y 4mmol de KOH disueltos en 1 ml agua de (Figura 
II.18) y 1mmol de Bromuro de Tetrabutil Amonio. Se colocó el reactor en el 
microondas y se utilizaron ciclos On/Off de 8 segundos hasta tener un acumulado 
de 3 minutos. Entre ciclo y ciclo posterior al enfriamiento la mezcla era agitada 
manualmente. 
 
Figura II.18 Acoplamiento con TBABr en Microondas convencional. 
36 
 
II.2.3.1.2 Variación del disolvente y del catalizador 
 
Después de realizar las dos reacciones en distintos equipos de microondas se 
decidió continuar con las reacciones en el equipo convencional, esta vez realizando 
algunas modificaciones al sistema. 
La primera modificación fue la sustitución del cloruro de paladio por acetato de 
paladio, esto debido a la baja solubilidad del cloruro de paladio y al no poder aplicar 
agitación se necesitaba que el catalizador fuese soluble para facilitar el contacto. 
Se sustituyó el cloroformo por Tolueno el cual es un disolvente “invisible” al 
microondas, pues al tener su momento dipolar muy bajo no se calienta lo cual hace 
que los ciclos On/Off fueran ahora de 10 segundos en los cuales la temperatura 
máxima alcanzada fue de 70 °C la cual se corroboro con una pistola para medir la 
temperatura por infrarrojo. 
En un recipiente de 3 mL se colocaron 1 mL de Tolueno, 1 mmol de 4-Bromo fenol, 
1mmol de ácido fenil borónico, 0.5 mmol de fenol como patrón interno, 0.2%mol de 
Acetato de paladio y 4mmol de KOH disueltos en 1 ml agua de (Figura II.20) y 
1mmol de Bromuro de Tetrabutil Amonio. Se colocó el reactor en el microondas y 
se utilizaron ciclos On/Off de 10 segundos hasta tener un acumulado de 2 minutos. 
Entre ciclo y ciclo posterior al enfriamiento